JP2017507123A - Use of odontogenic stem cells and genetically modified odontogenic stem cells - Google Patents
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Abstract
本発明は、歯周病を治療するため、歯周の骨組織もしくは軟組織の欠損を修復するため、歯周組織の再生を促進するため、および/または急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を治療するための製品の調製における、歯原性幹細胞および遺伝的に改変された歯原性幹細胞の使用を提供する。また、本発明は、遺伝的に改変された歯原性幹細胞を得るために、アデノウイルスまたはアデノ随伴ウイルスベクターにより外来性肝細胞成長因子遺伝子が導入された歯原性幹細胞および/または遺伝的に改変された歯原性幹細胞を含んでなる組成物も提供する。The present invention may be used to treat periodontal disease, repair periodontal bone or soft tissue defects, promote periodontal tissue regeneration, and / or acute and chronic bone tissue damage (eg, fractures). ) Or the use of odontogenic stem cells and genetically modified odontogenic stem cells in the preparation of a product for treating bone tissue defects. The present invention also provides an odontogenic stem cell into which an exogenous hepatocyte growth factor gene has been introduced by an adenovirus or an adeno-associated virus vector and / or genetically to obtain a genetically modified odontogenic stem cell. Compositions comprising the modified odontogenic stem cells are also provided.
Description
本発明は、歯原性幹細胞(歯髄幹細胞、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞、歯周靭帯幹細胞、歯根尖部の幹細胞)および遺伝的に改変された歯原性幹細胞の使用、特に、歯周病を治療するため、様々な理由(例えば歯周病)に起因する歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、および/または歯周組織の再生を促進するための製品の調製、並びに、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を治療するための製品の調製における、歯原性幹細胞および遺伝的に改変された歯原性幹細胞の使用に関する。また、本発明は、遺伝的に改変された歯原性幹細胞、並びに、歯原性幹細胞および/または遺伝的に改変された歯原性幹細胞を含む組成物にも関する。 The present invention relates to the use of odontogenic stem cells (dental pulp stem cells, stem cells collected from human deciduous deciduous dental pulp, periodontal ligament stem cells, apical stem cells) and genetically modified odontogenic stem cells, in particular periodontal Preparation of products to treat disease, repair periodontal bone or soft tissue defects due to various reasons (eg periodontal disease), and / or promote regeneration of periodontal tissue, and It relates to the use of odontogenic stem cells and genetically modified odontogenic stem cells in the preparation of a product for treating acute and chronic bone tissue damage (eg fractures) or bone tissue defects. The invention also relates to genetically modified odontogenic stem cells and compositions comprising odontogenic stem cells and / or genetically modified odontogenic stem cells.
歯周病は一般的な臨床口腔疾患であり、特徴的な歯周組織(歯周靱帯、セメント質、骨、及び歯茎を含む)の損傷を伴う感染症であり、その主な臨床症状は、歯肉の炎症および出血、歯周ポケットの形成、歯槽骨の吸収、歯牙弛緩、そして歯がぐらつき抜けることすらある。歯周病は、歯牙脱落の主な原因であるのみでなく、特定の全身性疾患の発生にも関連する。歯周病は、多くの人々に流行しており、幼児及び青年では、歯肉炎の有病率は70%〜90%、慢性歯周病は60%超、侵襲性歯周病は5%〜15%であり、歯周病は歯牙脱落の30〜44%を占める。歯周アタッチメントの崩壊と歯槽骨の発症後の最良の方法は健康な歯周組織を完全に再構築することである。現在、歯周病を治療するための臨床的な方法として、歯周の基礎的な治療(歯のスケーリング、掻爬、ルート形成)、歯周フラップ手術、および歯周組織の再生が挙げられる。歯周組織を再生するための国内外の最新の研究方法としては、以下が挙げられる:(1)組織再生誘導(guided tissue regeneration)GTR:上皮組織が歯周欠陥部の内部へ成長するのを回避するために、吸収性又は非吸収性のバイオフィルムまたはチタンフィルムを、歯周組織の欠損部に配置する。充填材、人工骨、担体、または歯周再生誘導因子を歯周欠損内に移植し得る。(2)歯周組織の工学的再生技術では、種細胞を取得する研究が盛んである。現在、歯との関連が見出さている主な幹細胞としては以下が挙げられる:歯髄幹細胞(dental pulp stem cells:DPSC)、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞(stem cells from human exfoliated deciduous teeth, SHED:SHED)、歯周靱帯の幹細胞(periodontal ligament stem cells:PDLSC)、歯根尖部の幹細胞(stem cells from apical papilla:SCAP)。これらの細胞の全体的な研究により、歯の発生及び成長に対しポジティブな効果を奏するのみならず、歯の組織工学的な種細胞の供給源が発見できる。 Periodontal disease is a common clinical oral disease, an infection with characteristic periodontal tissue damage (including periodontal ligament, cementum, bone, and gums), the main clinical symptoms of which are Gingival inflammation and bleeding, periodontal pocket formation, alveolar bone resorption, tooth relaxation, and even tooth wobble. Periodontal disease is not only a major cause of tooth loss, but is also associated with the occurrence of certain systemic diseases. Periodontal disease is prevalent in many people. In infants and adolescents, the prevalence of gingivitis is 70% to 90%, chronic periodontal disease is over 60%, invasive periodontal disease is 5% to Periodontal disease accounts for 30-44% of tooth loss. The best method after periodontal attachment disruption and alveolar bone development is to completely rebuild healthy periodontal tissue. Currently, clinical methods for treating periodontal disease include basic treatment of periodontal (tooth scaling, curettage, root formation), periodontal flap surgery, and periodontal tissue regeneration. The latest research methods at home and abroad to regenerate periodontal tissue include: (1) guided tissue regeneration GTR: growth of epithelial tissue into periodontal defects To avoid this, an absorbable or non-absorbable biofilm or titanium film is placed in the defect of the periodontal tissue. A filler, artificial bone, carrier, or periodontal regeneration inducing factor can be implanted into the periodontal defect. (2) In the engineering regeneration technology of periodontal tissue, research on obtaining seed cells is active. The main stem cells currently found to be associated with teeth include the following: dental pulp stem cells (DPSC), stem cells from human exfoliated deciduous teeth, SHED: SHED), periodontal ligament stem cells (PDLSC), apical stem cells (stem cells from apical papilla: SCAP). The overall study of these cells can not only have a positive effect on tooth development and growth, but also discover a source of seed tissue engineering seed cells.
本発明者らは、驚くべきことに、多くの実験により歯原性幹細胞の様々な供給源を、様々な理由(例えば歯周病)に起因する歯周の骨および軟組織の欠損を修復するため、および歯周組織の再生を促進するために使用できることを発見した。同時に、本発明者らは、歯の幹細胞の様々な供給源が、歯槽骨以外の骨の修復にも使用できることを発見し、そして遺伝的に改変された歯原性幹細胞、特に、肝細胞成長因子(HGF)遺伝子が改変された幹細胞による治療効果が優れていることを証明した。 The inventors have surprisingly found that through numerous experiments, various sources of odontogenic stem cells have been used to repair periodontal bone and soft tissue defects due to various reasons (eg, periodontal disease). And that it can be used to promote periodontal tissue regeneration. At the same time, the inventors have discovered that various sources of dental stem cells can also be used to repair bones other than alveolar bone, and genetically modified odontogenic stem cells, particularly hepatocyte growth It was proved that the therapeutic effect by stem cells in which the factor (HGF) gene was modified was excellent.
本発明の第1の態様は、歯周病を予防および/または治療するため、歯周病に起因する歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、および/または歯周組織の再生を促進するための製品の調製における歯原性幹細胞の使用に関する。 The first aspect of the present invention is to prevent and / or treat periodontal disease, repair periodontal bone or soft tissue defects caused by periodontal disease, and / or promote periodontal tissue regeneration. The use of odontogenic stem cells in the preparation of a product for
本発明の第2の態様は、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を予防および/または治療するため、あるいは骨組織の修復を促進するための製品の調製における歯原性幹細胞の使用に関する。 A second aspect of the present invention is a dental preparation in the preparation of a product for preventing and / or treating acute and chronic bone tissue damage (eg, fractures) or bone tissue defects, or for promoting bone tissue repair. Relates to the use of sex stem cells.
本発明の第1および第2の態様における使用では、歯原性幹細胞は、歯髄幹細胞、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞、歯周靱帯の幹細胞、および歯根尖部の幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種、例えば2種である。 For use in the first and second aspects of the present invention, the odontogenic stem cells are selected from the group consisting of dental pulp stem cells, stem cells collected from human deciduous deciduous dental pulp, periodontal ligament stem cells, and apical stem cells At least one, for example, two.
本発明の一の実施形態では、歯原性幹細胞は歯髄幹細胞である。 In one embodiment of the invention, the odontogenic stem cell is a dental pulp stem cell.
本発明の別の実施形態では、歯原性幹細胞は歯髄幹細胞および歯周靱帯の幹細胞を含む。 In another embodiment of the invention, the odontogenic stem cells comprise dental pulp stem cells and periodontal ligament stem cells.
本発明の第3の態様は、外来性肝細胞成長因子を発現する、遺伝的に改変された歯原性幹細胞に関する。 A third aspect of the invention relates to genetically modified odontogenic stem cells that express exogenous hepatocyte growth factor.
本発明の第3の態様のいずれかにおける遺伝的に改変された歯原性幹細胞は、歯髄幹細胞、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞、歯周靱帯の幹細胞、および歯根尖部の幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種、例えば2種である。 The genetically modified odontogenic stem cell according to any of the third aspects of the present invention is a group consisting of dental pulp stem cells, stem cells collected from human fallen deciduous dental pulp, periodontal ligament stem cells, and apical stem cells At least one selected from, for example, two.
本発明の一の実施形態では、歯原性幹細胞は歯髄幹細胞である。 In one embodiment of the invention, the odontogenic stem cell is a dental pulp stem cell.
本発明の別の実施形態では、歯原性幹細胞は歯髄幹細胞および歯周靱帯の幹細胞を含む。 In another embodiment of the invention, the odontogenic stem cells comprise dental pulp stem cells and periodontal ligament stem cells.
本発明の第3の態様のいずれかにおける遺伝的に改変された歯原性幹細胞は、外来性肝細胞成長因子遺伝子が導入され、かつ、外来性肝細胞成長因子を発現する。 The genetically modified odontogenic stem cell in any of the third aspects of the present invention is introduced with an exogenous hepatocyte growth factor gene and expresses the exogenous hepatocyte growth factor.
本発明の第3の態様のいずれかにおける遺伝的に改変された歯原性幹細胞は、アデノウイルスまたはアデノ随伴ウイルスベクターにより外来性肝細胞成長因子遺伝子が導入されている。 In the genetically modified odontogenic stem cell according to any of the third aspects of the present invention, an exogenous hepatocyte growth factor gene is introduced by an adenovirus or an adeno-associated virus vector.
本発明の第4の態様は、歯周病を予防および/または治療するため、歯周病に起因する歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、および/または歯周組織の再生を促進するための製品の調製における、本発明の第3の態様のいずれかにおける歯原性幹細胞の使用に関する。 The fourth aspect of the present invention is to prevent and / or treat periodontal disease, repair periodontal bone or soft tissue defects caused by periodontal disease, and / or promote periodontal tissue regeneration. The use of odontogenic stem cells according to any of the third aspects of the invention in the preparation of a product for
本発明の第5の態様は、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を予防および/または治療するため、あるいは骨組織の修復を促進するための製品の調製における、本発明の第3の態様のいずれかにおける歯原性幹細胞の使用に関する。 A fifth aspect of the present invention relates to the preparation of a product for preventing and / or treating acute and chronic bone tissue damage (eg fractures) or bone tissue defects, or for promoting the repair of bone tissue. The use of odontogenic stem cells according to any of the third aspects of the invention.
本発明は、有効量の歯原性幹細胞、および場合により、医薬的に許容される担体または賦形剤を含む組成物にも関する。本組成物は、歯周病を予防および/または治療するため、歯周病に起因する歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、および/または歯周組織の再生を促進するため、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を予防および/または治療するため、あるいは骨組織の修復を促進するために使用される。 The present invention also relates to a composition comprising an effective amount of odontogenic stem cells, and optionally a pharmaceutically acceptable carrier or excipient. The composition is acute for preventing and / or treating periodontal disease, for repairing periodontal bone or soft tissue defects caused by periodontal disease, and / or for promoting periodontal tissue regeneration. And used to prevent and / or treat chronic bone tissue damage (eg, fractures) or bone tissue defects, or to promote bone tissue repair.
本発明の一の実施形態では、組成物は、歯原性幹細胞を含む細胞懸濁液である。 In one embodiment of the invention, the composition is a cell suspension comprising odontogenic stem cells.
好ましくは、歯原性幹細胞は、歯髄幹細胞、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞、歯周靱帯の幹細胞、および歯根尖部の幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種、例えば2種である。 Preferably, the odontogenic stem cells are at least one selected from the group consisting of dental pulp stem cells, stem cells collected from human fallen deciduous dental pulp, periodontal ligament stem cells, and apical stem cells, for example, two types.
本発明の一の実施形態では、歯原性幹細胞は歯髄幹細胞である。 In one embodiment of the invention, the odontogenic stem cell is a dental pulp stem cell.
本発明の別の実施形態では、歯原性幹細胞は歯髄幹細胞および歯周靱帯の幹細胞を含む。 In another embodiment of the invention, the odontogenic stem cells comprise dental pulp stem cells and periodontal ligament stem cells.
本発明は、本発明の第3の態様の歯原性幹細胞の有効量、および場合により医薬的に許容される担体または賦形剤を含む組成物にも関する。 The invention also relates to a composition comprising an effective amount of odontogenic stem cells of the third aspect of the invention and optionally a pharmaceutically acceptable carrier or excipient.
本発明の一の実施形態では、組成物は、本発明の第3の態様の歯原性幹細胞を含む細胞懸濁液である。 In one embodiment of the invention, the composition is a cell suspension comprising odontogenic stem cells of the third aspect of the invention.
本発明は、歯周病を予防および/または治療するため、歯周病に起因する歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、および/または歯周組織の再生を促進するための製品の調製における本発明の組成物の使用にも関する。 The present invention relates to a product for preventing and / or treating periodontal disease, repairing a periodontal bone or soft tissue defect caused by periodontal disease, and / or promoting regeneration of periodontal tissue. It also relates to the use of the composition of the invention in preparation.
本発明は、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を予防および/または治療するため、あるいは骨組織の修復を促進するための製品の調製における本発明の組成物の使用にも関する。 The invention relates to the use of the composition of the invention in the preparation of a product for preventing and / or treating acute and chronic bone tissue damage (eg fractures) or bone tissue defects or for promoting the repair of bone tissue. Also related.
本発明は、歯周病を予防および/または治療するため、歯周病に起因する歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、および/または歯周組織の再生を促進するため、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を予防および/または治療するため、あるいは骨組織の修復を促進するための製品の調製における肝細胞成長因子の使用にも関する。 The present invention is directed to prevent and / or treat periodontal disease, repair periodontal bone or soft tissue defects due to periodontal disease, and / or promote periodontal tissue regeneration, It also relates to the use of hepatocyte growth factor in the preparation of a product for preventing and / or treating chronic bone tissue damage (eg, fractures) or bone tissue defects, or to promote bone tissue repair.
本発明は、歯周病を予防および/または治療するため、歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、および/または歯周組織の再生を促進するための方法であって、本発明の第3の態様のいずれかにおける歯原性幹細胞または遺伝的に改変された歯原性幹細胞の有効量、あるいは本発明のいずれかの組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む方法にも関する。 The present invention relates to a method for preventing and / or treating periodontal disease, repairing a periodontal bone or soft tissue defect, and / or promoting regeneration of periodontal tissue. A method comprising administering an effective amount of odontogenic stem cells or genetically modified odontogenic stem cells in any of the third aspects, or any composition of the present invention to a subject in need thereof. Also related.
本発明は、急性および慢性の骨組織損傷または骨組織欠損を予防および/または治療するため、あるいは骨組織の修復を促進するための方法であって、本発明の第3の態様のいずれかにおける歯原性幹細胞または遺伝的に改変された歯原性幹細胞の有効量、あるいは本発明のいずれかの組成物をそれを必要とする対象に投与することを含む方法にも関する。 The present invention is a method for preventing and / or treating acute and chronic bone tissue damage or bone tissue defect, or for promoting bone tissue repair, according to any of the third aspects of the present invention. It also relates to a method comprising administering an effective amount of odontogenic stem cells or genetically modified odontogenic stem cells, or any composition of the invention to a subject in need thereof.
本発明の一実施形態では、歯原性幹細胞は、歯髄幹細胞、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞、歯周靱帯の幹細胞、および歯根尖部の幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種、例えば2種である。 In one embodiment of the present invention, the odontogenic stem cells are at least one selected from the group consisting of dental pulp stem cells, stem cells collected from human deciduous deciduous dental pulp, periodontal ligament stem cells, and apical stem cells, for example, There are two types.
本発明の一実施形態では、上述の治療のために細胞懸濁液の注射を採用する。 In one embodiment of the present invention, cell suspension injection is employed for the treatment described above.
また、本発明は、歯周病を予防および/または治療するため、歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、歯周組織の再生を促進するため、急性および慢性の骨組織損傷または骨組織欠損を予防および/または治療するため、および/または骨組織の修復を促進するために使用される歯原性幹細胞にも関する。 The invention also provides acute and chronic bone tissue damage or bone to prevent and / or treat periodontal disease, to repair periodontal bone or soft tissue defects, to promote periodontal tissue regeneration. It also relates to odontogenic stem cells used to prevent and / or treat tissue defects and / or to promote bone tissue repair.
本発明の一実施形態では、歯原性幹細胞は、歯髄幹細胞、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞、歯周靱帯の幹細胞、および歯根尖部の幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種、例えば2種である。 In one embodiment of the present invention, the odontogenic stem cells are at least one selected from the group consisting of dental pulp stem cells, stem cells collected from human deciduous deciduous dental pulp, periodontal ligament stem cells, and apical stem cells, for example, There are two types.
本発明は、歯周病を予防および/または治療するため、歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、歯周組織の再生を促進するため、急性および慢性の骨組織損傷または骨組織欠損を予防および/または治療するため、および/または骨組織の修復を促進するために使用される本発明の第3の態様における歯原性幹細胞にも関する。 The present invention relates to acute and chronic bone tissue defects or bone tissue defects to prevent and / or treat periodontal disease, to repair periodontal bone or soft tissue defects, to promote periodontal tissue regeneration. It also relates to odontogenic stem cells in the third aspect of the invention used to prevent and / or treat and / or promote bone tissue repair.
本発明の実施形態では、歯原性幹細胞は、歯髄幹細胞、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞、歯周靱帯の幹細胞、および歯根尖部の幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種、例えば2種である。 In an embodiment of the present invention, the odontogenic stem cells are at least one selected from the group consisting of dental pulp stem cells, stem cells collected from human deciduous deciduous dental pulp, periodontal ligament stem cells, and apical stem cells, for example, 2 It is a seed.
本発明を以下のように詳述する。まず、本発明では、歯周骨及び軟組織の治療、並びに歯周組織の再生に対する、歯原性幹細胞の供給源の違いによる効果を検証した。従って、第1の本発明の態様は、歯周病を治療するため、歯周病に起因する歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、および/または歯周組織の再生を促進するための製品の調製における歯原性幹細胞の使用に関する。 The present invention is described in detail as follows. First, in the present invention, the effects of different odontogenic stem cell sources on the treatment of periodontal bone and soft tissue and the regeneration of periodontal tissue were examined. Accordingly, the first aspect of the present invention is for treating periodontal disease, repairing periodontal bone or soft tissue defects resulting from periodontal disease, and / or promoting periodontal tissue regeneration. The use of odontogenic stem cells in the preparation of products.
本発明では、始めに、異なる組織(例えば、歯髄、歯周膜、根尖部)から得た歯原性幹細胞を分離・培養し、表面マーカー検出並びに得られた歯原性幹細胞の骨形成分化や脂肪生成分化によりこれらの細胞が間葉系幹細胞であることを確認した。従って、得られた歯原性幹細胞を細胞懸濁液とし、異なる供給源からの歯原性幹細胞が歯周の骨組織や軟組織の欠損を治療し、そして歯周組織を再生するのに好ましい効果を有することを実験的に証明した。 In the present invention, first, odontogenic stem cells obtained from different tissues (for example, pulp, periodontal membrane, apex) are isolated and cultured to detect surface markers and osteogenic differentiation of the obtained odontogenic stem cells. These cells were confirmed to be mesenchymal stem cells by adipogenic differentiation. Therefore, the obtained odontogenic stem cells are used as cell suspensions, and odontogenic stem cells from different sources treat favorable periodontal bone and soft tissue defects and regenerate periodontal tissues. Experimentally proved to have
同時に、本発明者は、異なる供給源から得た歯原性幹細胞が、歯周骨に加え、他の骨組織損傷の修復にも使用できることを検証した。従って、本発明の第2の態様は、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を治療するため、あるいは骨組織の修復を促進するための製品の調製における歯原性幹細胞の使用に関する。 At the same time, the inventor has verified that odontogenic stem cells obtained from different sources can be used to repair other bone tissue damage in addition to periodontal bone. Accordingly, a second aspect of the present invention provides odontogenic stem cells in the preparation of products for treating acute and chronic bone tissue damage (eg, fractures) or bone tissue defects, or for promoting bone tissue repair. About the use of.
本発明は、有効量の歯原性幹細胞を含む組成物であって、歯周病を治療するため、歯周病に起因する歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、歯周組織の再生を促進するため、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を治療するため、および/または骨組織の修復を促進するために使用される前記組成物に関する。 The present invention is a composition comprising an effective amount of odontogenic stem cells for treating periodontal disease, repairing periodontal bone or soft tissue defects caused by periodontal disease, It relates to said composition used for promoting regeneration, for treating acute and chronic bone tissue damage (eg fractures) or bone tissue defects and / or for promoting bone tissue repair.
同時に、本発明者は、歯原性幹細胞は、生体移植後に特別な培養環境を失い、100〜200μmの範囲で浸透微小循環(permeation microcirculation)を通じてのみ栄養を得たので、歯周病を治療するために歯原性幹細胞を局所投与するのはいくつかの制限があることも発見した。細胞の90%超が栄養不足に起因より移植の数日後すぐに死滅し、その後、細胞は、自身の抗炎症作用および抗アポトーシス作用をうまく発揮できず、増殖および他の機能を促進できない。 At the same time, the present inventor treats periodontal disease because odontogenic stem cells lose their special culture environment after living transplantation and get nutrition only through permeation microcirculation in the range of 100-200 μm. For this reason, it has also been found that there are some limitations to the local administration of odontogenic stem cells. Over 90% of the cells die soon after transplantation due to undernourishment, after which the cells cannot successfully exert their anti-inflammatory and anti-apoptotic effects and promote proliferation and other functions.
肝細胞成長因子(HGF)は、血管形成の促進、線維化の阻害、生体内での細胞アポトーシスおよび抗炎症作用の低減、等に関し主導的な役割を奏する多機能性成長因子である。本発明者は、歯周組織修復のプロセスにおいて、HGFが以下の生理機能を有していることを発見した:(1)可溶性細胞間接着分子(soluble intercellular adhesion molecule -1 (sICAM-1))などの炎症因子の発現を低減;(2)細胞アポトーシスの阻害、とりわけPI3K/Aktシグナル伝達経路またはSPK−S1Pシグナル伝達経路を活性化することにより、その抗アポトーシス効果を発揮する;(3)血管内皮細胞および血管形成の促進、局所的な血液供給および低酸素の発生を改善することにより、血液の還流を改善する。しかし、HGFタンパク質の構造は、複雑であり、生体内で迅速に代謝される。局所的な損傷領域において高濃度のHGFを得るために、組換えタンパク質の継続的な大量投与を行う必要がある。従って、歯周病または他の全身性の骨組織損傷を治療するために遺伝子治療戦略を使用すること、およびHGFを有する組換えアデノウイルスで改変された歯原性幹細胞を使用することは、幹細胞療法および細胞成長因子療法の二重の利点を有し、相乗的な効果をもたらす。一方、局所的な注射により、大部分の歯原性幹細胞が損傷した歯周組織または他の骨組織内に保持またはホーミングされ、幹細胞の修復作用を発揮し、同時に、HGFの局所的な高濃度により生物学的な役割を発揮する、つまり、HGFの高発現により、歯由来の幹細胞の生存および増殖が促進され、これにより歯原性幹細胞の治療効果が増強される。 Hepatocyte growth factor (HGF) is a multifunctional growth factor that plays a leading role in promoting angiogenesis, inhibiting fibrosis, reducing cell apoptosis and anti-inflammatory effects in vivo, and the like. The present inventor has discovered that HGF has the following physiological functions in the process of periodontal tissue repair: (1) soluble intercellular adhesion molecule -1 (sICAM-1) (2) Inhibiting cell apoptosis, in particular, activating its PI3K / Akt signaling pathway or SPK-S1P signaling pathway to exert its anti-apoptotic effect; (3) Vascular Improve blood reflux by improving endothelial cells and angiogenesis, improving local blood supply and hypoxia generation. However, the structure of the HGF protein is complex and is rapidly metabolized in vivo. In order to obtain high concentrations of HGF in the area of local injury, it is necessary to carry out continuous large doses of the recombinant protein. Thus, using gene therapy strategies to treat periodontal disease or other systemic bone tissue damage, and using odontogenic stem cells modified with recombinant adenovirus with HGF It has the dual advantage of therapy and cell growth factor therapy and has a synergistic effect. On the other hand, by local injection, most odontogenic stem cells are retained or homed in the damaged periodontal tissue or other bone tissue, and exert a stem cell repairing action, and at the same time, a high local concentration of HGF Exerts a biological role, that is, the high expression of HGF promotes the survival and proliferation of stem cells derived from teeth, thereby enhancing the therapeutic effect of odontogenic stem cells.
従って、本発明の第3の態様は、外来性肝細胞成長因子を発現することを特徴とする遺伝的に改変された歯原性幹細胞に関する。本発明の一実施形態では、細胞が肝細胞成長因子を細胞外に分泌するので、HGFの発現は分泌性の発現である。本発明の実施形態では、外来性肝細胞成長因子遺伝子を歯原性幹細胞に導入することにより、歯原性幹細胞が外来性肝細胞成長因子を発現し、歯原性幹細胞が外来性肝細胞成長因子が発現される。 Accordingly, a third aspect of the present invention relates to a genetically modified odontogenic stem cell characterized by expressing an exogenous hepatocyte growth factor. In one embodiment of the invention, the expression of HGF is secretory expression because the cell secretes hepatocyte growth factor out of the cell. In an embodiment of the present invention, by introducing an exogenous hepatocyte growth factor gene into an odontogenic stem cell, the odontogenic stem cell expresses the exogenous hepatocyte growth factor, and the odontogenic stem cell becomes an exogenous hepatocyte growth. Factor is expressed.
外来性肝細胞成長因子遺伝子を歯原性幹細胞に導入する方法は、外来性遺伝子を細胞に導入するための一般的な方法であり、例えばウイルストランスフェクション、プラスミドトランスフェクション、およびリポソームトランスフェクションが挙げられる。本発明の一実施形態では、外来性遺伝子を歯原性幹細胞に導入するための方法は、アデノウイルスまたはアデノ随伴ウイルスのトランスフェクションといったウイルストランスフェクションである。本発明の一実施形態では、ウイルスはアデノウイルスである。 The method of introducing an exogenous hepatocyte growth factor gene into odontogenic stem cells is a common method for introducing an exogenous gene into a cell, such as viral transfection, plasmid transfection, and liposome transfection. It is done. In one embodiment of the invention, the method for introducing foreign genes into odontogenic stem cells is viral transfection, such as transfection of adenovirus or adeno-associated virus. In one embodiment of the invention, the virus is an adenovirus.
本発明の一実施形態では、HGFは、ヒト肝細胞成長因子であり、その遺伝子配列は、K MiyazawaらのMolecular cloning and sequence analysis of cDNA for human hepatocyte growth fator. Biochem Biophys Res Commun, 1989, 163(2):967-973に記載されている。 In one embodiment of the present invention, HGF is a human hepatocyte growth factor, and its gene sequence is determined by K Miyazawa et al., Molecular cloning and sequence analysis of cDNA for human hepatocyte growth fator. Biochem Biophys Res Commun, 1989, 163 ( 2): 967-973.
本発明のHGF改変された歯原性幹細胞の調製方法は以下の通りである。歯原性幹細胞(例えば、歯髄幹細胞、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞、歯周靱帯の幹細胞、および歯根尖部の幹細胞)を分離して培養した。インビトロで第3世代まで培養した後、歯原性幹細胞を肝細胞成長因子(例えば、ヒト肝細胞成長因子遺伝子を有する組換えアデノウイルス(AD−HGF))を用いて改変した。改変から24〜48時間後、細胞懸濁液を注射による治療のため収集した。 The preparation method of HGF-modified odontogenic stem cells of the present invention is as follows. Odontogenic stem cells (for example, dental pulp stem cells, stem cells collected from human deciduous deciduous dental pulp, periodontal ligament stem cells, and apical stem cells) were isolated and cultured. After culturing in vitro to the third generation, odontogenic stem cells were modified with hepatocyte growth factor (eg, recombinant adenovirus (AD-HGF) with human hepatocyte growth factor gene). 24-48 hours after modification, cell suspensions were collected for treatment by injection.
実験結果により、HGF改変された歯原性幹細胞が、損傷した歯周組織または他の骨組織の局所的な部位にホーミングし、HGFを発現できることが示された。HGFは、抗炎症作用を発揮し、血管形成および他の生物学的効果を促進し得るのみならず、移植された歯原性幹細胞の生存率および増殖を増加し得る。歯原性幹細胞は、免疫調節における役割を発揮し、損傷した組織の炎症を軽減することができる。 Experimental results have shown that HGF-modified odontogenic stem cells can home to local sites of damaged periodontal tissue or other bone tissue and express HGF. HGF can exert anti-inflammatory effects, promote angiogenesis and other biological effects, as well as increase the survival rate and proliferation of transplanted odontogenic stem cells. Odontogenic stem cells can play a role in immune regulation and reduce inflammation in damaged tissues.
HGFとMSCとの複合的な作用の下では、歯周組織の損傷を効果的に低減でき、歯周組織および他の骨組織の再生を促進できるので、治療の目的を達成できる。 Under the combined action of HGF and MSC, periodontal tissue damage can be effectively reduced, and regeneration of periodontal tissue and other bone tissues can be promoted, thereby achieving the therapeutic purpose.
よって、本発明は、歯周病を治療するため、歯周病に起因する歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、歯周組織の再生を促進するため、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を治療するため、および/または骨組織を修復するための製品の調製における、本発明の第3の態様のいずれかにおける遺伝的に改変された歯原性幹細胞の使用にも関する。 Therefore, the present invention treats periodontal disease, repairs periodontal bone or soft tissue defects caused by periodontal disease, promotes periodontal tissue regeneration, and acute and chronic bone tissue damage. Genetically modified odontogenic stem cells according to any of the third aspects of the invention in the preparation of a product for treating (eg fractures) or bone tissue defects and / or repairing bone tissue Also related to the use of.
本発明は、本発明の第3の態様のいずれかにおける歯原性幹細胞または遺伝的に改変された歯原性幹細胞の有効量を含む組成物にも関する。 The invention also relates to a composition comprising an effective amount of odontogenic stem cells or genetically modified odontogenic stem cells according to any of the third aspects of the invention.
本発明の一実施形態では、遺伝的に改変された歯原性幹細胞とは、HGFが改変された歯原性幹細胞、つまり、HGF遺伝子の導入により多量のHGFを発現する歯原性幹細胞を指す。 In one embodiment of the present invention, the genetically modified odontogenic stem cell refers to an odontogenic stem cell in which HGF has been modified, that is, an odontogenic stem cell that expresses a large amount of HGF upon introduction of the HGF gene. .
本発明の一実施形態では、組成物は、歯周病、歯周病に起因する歯周骨組織および軟組織の欠損を治療するため、歯周組織の再生を促進するため、急性および慢性の骨組織損傷(例えば、骨折)または骨組織欠損を治療するため、および/または骨組織の修復を促進するために使用される。 In one embodiment of the invention, the composition treats periodontal disease, periodontal bone tissue and soft tissue defects resulting from periodontal disease, promotes periodontal tissue regeneration, and acute and chronic bone. Used to treat tissue damage (eg, fractures) or bone tissue defects and / or to promote bone tissue repair.
本発明の一実施形態では、歯原性幹細胞またはHGF改変された歯原性幹細胞を用いて、歯周骨欠損を治療するための方法は、ミニブタの第一下顎大臼歯において歯周病実験モデル確立した後、歯原性幹細胞またはHGF遺伝的に改変された歯原性幹細胞の懸濁液を骨欠損領域に注射する。(歯肉溝出血指数、歯周ポケットの深さ、および臨床的な歯周付着喪失を含む)臨床検査、画像処理、組織学的その他の指標が、治療効果を評価するために使用される。 In one embodiment of the present invention, a method for treating periodontal bone defects using odontogenic stem cells or HGF-modified odontogenic stem cells is an experimental model of periodontal disease in the first mandibular molar of minipigs. Once established, a suspension of odontogenic stem cells or HGF genetically modified odontogenic stem cells is injected into the bone defect area. Laboratory tests, imaging, histology, and other indicators (including gingival crevice bleeding index, periodontal pocket depth, and loss of clinical periodontal attachment) are used to assess treatment effects.
本発明の一実施形態では、歯原性幹細胞またはHGF改変された歯原性幹細胞を用いて、急性および慢性の骨組織損傷または骨組織欠損を治療するため、あるいは骨組織の修復を促進するための方法は、マウス大腿骨骨幹軸骨折モデルを確立した後、歯原性幹細胞またはHGF改変された歯原性幹細胞の懸濁液を骨折部位に注射し、画像パターン解析により治療効果を評価する。 In one embodiment of the invention, odontogenic stem cells or HGF-modified odontogenic stem cells are used to treat acute and chronic bone tissue damage or defects, or to promote bone tissue repair. In this method, after establishing a mouse femoral shaft shaft fracture model, a suspension of odontogenic stem cells or HGF-modified odontogenic stem cells is injected into the fracture site, and the therapeutic effect is evaluated by image pattern analysis.
よって、本発明は、歯周病を治療するため、歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復するため、歯周組織を再生するため、急性および慢性の骨組織損傷または骨組織欠損を治療するため、および/または骨組織の修復を促進するための方法であって、発明の第3の態様のいずれかにおける治療的有効量の歯原性幹細胞または遺伝的に改変された歯原性幹細胞をそれを必要とする対象に投与することを含む方法にも関する。本発明の実施形態では、歯原性幹細胞は、歯髄幹細胞、脱落乳歯歯髄幹細胞、歯周靭帯幹細胞、および歯根尖部幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種、例えば2種である。本発明の一実施形態では、細胞懸濁液の注射は、本願明細書に記載のアプローチに使用される。 Thus, the present invention treats periodontal disease, repairs periodontal bone or soft tissue defects, regenerates periodontal tissue, treats acute and chronic bone tissue damage or bone tissue defects And / or a method for promoting the repair of bone tissue comprising a therapeutically effective amount of odontogenic stem cells or genetically modified odontogenic stem cells according to any of the third aspects of the invention And a method comprising administering to a subject in need thereof. In an embodiment of the present invention, the odontogenic stem cells are at least one selected from the group consisting of dental pulp stem cells, deciduous deciduous dental pulp stem cells, periodontal ligament stem cells, and apical stem cells, for example, two types. In one embodiment of the present invention, cell suspension injection is used in the approaches described herein.
本発明において、記載の歯原性幹細胞は、初期発生中胚葉および外胚葉性幹細胞由来の幹細胞を指す間葉系幹細胞に属する。これらは、とりわけ、分化多能性、造血支持、幹細胞移植の促進、免疫調節、および自己複製における能力を有する。それらは、CD14、CD31、CD34、CD45等の造血幹細胞の表面マーカーおよび白血球分化抗原HLA−DRを発現しないが、CD44、CD29、CD90、CD105、CD73、CD166等の表面マーカーを発現する。 In the present invention, the described odontogenic stem cell belongs to a mesenchymal stem cell that refers to a stem cell derived from an early developing mesoderm and ectodermal stem cell. They have inter alia the ability in pluripotency, hematopoietic support, promotion of stem cell transplantation, immune regulation, and self-renewal. They do not express hematopoietic stem cell surface markers such as CD14, CD31, CD34, CD45 and leukocyte differentiation antigen HLA-DR, but express surface markers such as CD44, CD29, CD90, CD105, CD73, CD166.
本発明において、歯原性幹細胞は、哺乳動物由来である。本発明の一実施形態では、哺乳動物由来の歯原性幹細胞は、ヒト、ブタ(例えば、五指山ミニブタ、貴州翔ブタ)、ウシ、ウマ、サル、ラット、マウス、モルモット、ヒツジ、ヤギからなる群より選択される。 In the present invention, odontogenic stem cells are derived from mammals. In one embodiment of the present invention, the odontogenic stem cell derived from a mammal is a group consisting of a human, a pig (for example, Mt. More selected.
本発明において、遺伝的に改変された歯原性幹細胞とは、外来性肝細胞成長因子遺伝子が導入された歯原性幹細胞を指す。歯原性幹細胞は、外来性肝細胞成長因子遺伝子を発現する。 In the present invention, genetically modified odontogenic stem cells refer to odontogenic stem cells into which an exogenous hepatocyte growth factor gene has been introduced. Odontogenic stem cells express an exogenous hepatocyte growth factor gene.
本発明において、歯周病を治療する、歯周の骨もしくは軟組織の欠損を修復する、歯周組織の再生を促進する、急性および慢性の骨組織損傷または骨組織欠損を治療する、および/または骨組織の修復を促進するとは、自家若しくは同種異系の疾患を治療することまたは組織を再生することを指す。 In the present invention, treating periodontal disease, repairing periodontal bone or soft tissue defects, promoting periodontal tissue regeneration, treating acute and chronic bone tissue damage or bone tissue defects, and / or Promoting bone tissue repair refers to treating autologous or allogeneic disease or regenerating tissue.
本発明において、歯周病は、歯肉炎および歯周炎を含む。前者は、歯肉組織内のみで発生し、一方後者は、四種類の歯周支持組織(歯茎、歯周膜、歯槽骨、およびセメント質)に関与する慢性的な感染症であり、しばしば歯周支持組織の炎症による損傷を引き起こし、主な臨床症状は、歯茎の炎症、出血、歯周ポケットの形成、歯槽骨の吸収、歯槽骨の高さの減少、歯のぐらつき、歯が動きやすくなる、咀嚼力の低下、これらにより、力を加えることによる歯の抜け、または自然な歯の抜け等がある。 In the present invention, periodontal disease includes gingivitis and periodontitis. The former occurs only in gingival tissue, while the latter is a chronic infection involving the four types of periodontal support tissues (gum, periodontal membrane, alveolar bone, and cementum), often periodontal Causes inflammation due to inflammation of the supporting tissues, the main clinical symptoms are gum inflammation, bleeding, periodontal pocket formation, alveolar bone absorption, alveolar bone height reduction, tooth wobble, tooth movement, There is a decrease in masticatory force, and there is a loss of teeth by applying force, or a natural loss of teeth.
本発明において、歯周組織とは、歯茎、歯周膜、歯槽骨、およびセメント質を含む歯周支持組織を指す。 In the present invention, the periodontium refers to periodontal support tissue including gums, periodontal membrane, alveolar bone, and cementum.
本発明において、歯周骨組織は、歯槽骨およびセメント質を含む。 In the present invention, periodontal bone tissue includes alveolar bone and cementum.
本発明において、歯周軟組織は、歯肉および歯周膜を含む。 In the present invention, the periodontal soft tissue includes gingiva and periodontal membrane.
本発明において、歯周骨組織および軟組織の欠損は、慢性歯周炎、侵襲性歯周炎、壊死性および潰瘍性歯周炎に起因する骨の欠損および軟組織の欠損を含む。 In the present invention, periodontal bone tissue and soft tissue defects include bone and soft tissue defects due to chronic periodontitis, invasive periodontitis, necrotizing and ulcerative periodontitis.
本発明において、骨組織は、ヒトの身体を支持するシステムである骨としても理解され、主に骨、骨膜および骨髄から成り、形状に応じて長骨、短骨、扁平骨、不規則骨、および混合骨に分類できる。 In the present invention, bone tissue is also understood as bone, which is a system that supports the human body, and mainly consists of bone, periosteum and bone marrow, and depending on the shape, long bone, short bone, flat bone, irregular bone, And can be classified as mixed bone.
本発明において、骨組織欠損は、骨構造の完全性が破壊された状態を指す。外傷、感染、腫瘍、骨髄炎の外科的デブリドマン、および様々な先天性疾患が骨欠損の主な原因である。 In the present invention, a bone tissue defect refers to a state in which the integrity of the bone structure has been destroyed. Trauma, infection, tumors, surgical debridement of osteomyelitis, and various congenital diseases are the main causes of bone defects.
本発明の一実施形態では、骨組織損傷は骨折である。本発明において、未改変とは、HGF改変がされていないこと、すなわち、外来性HGFが細胞内に導入されていないことを指す。 In one embodiment of the invention, the bone tissue injury is a fracture. In the present invention, unmodified means that HGF has not been modified, that is, exogenous HGF has not been introduced into the cell.
本発明において、用語「製品」は、使用する歯原性幹細胞に適切な様々な形態、例えば、薬剤、組成物、医薬組成物等を指す。 In the present invention, the term “product” refers to various forms suitable for odontogenic stem cells to be used, for example, drugs, compositions, pharmaceutical compositions and the like.
本発明において、用語「組成物」は、当該分野における当業者により一般的に理解される意味を有し、通常、直接的または間接的(例えば、前希釈)に診療で使用される各形態、例えば、剤形、薬物剤形、投与形態等を指す。臨床応用または薬学の分野では、用語「組成物」は通常「医薬組成物」と同じ意味を有する。 In the present invention, the term “composition” has a meaning generally understood by those skilled in the art, and each form usually used directly or indirectly (eg, predilution) in clinical practice, For example, it refers to a dosage form, a drug dosage form, a dosage form and the like. In the field of clinical application or pharmacy, the term “composition” usually has the same meaning as “pharmaceutical composition”.
本発明の医薬組成物または組成物における歯原性幹細胞の実際の用量レベルは、特定の受け手、つまり患者が良好な治療または予防を受けるように、効果的になるように変更できる。用量レベルは、特定の幹細胞活性、投与経路、病気の重症度、疾患または状態の治療プロセス、形成または修復(および製造、再生、培養など)の処置または手技プロセス、治療対象の患者の病気の状態または病歴に応じて選択される。しかし、当該分野での実施では、幹細胞の用量および適用の期間は、必要な治療効果を得るために要するレベルよりも低いところから開始し所望の効果が得られるまで徐々に増加させる。従って、本発明の場合、当該分野における当業者が、本発明により提供される情報に基づいて、特定の資格を必要とせずに特定の状況に適用される特定の用量を決定できるが、これらに限定されはない。特に、任意の場合に使用量を決定するために本発明の実施形態で用いる特定の量を指すこともある。 The actual dose level of odontogenic stem cells in the pharmaceutical composition or composition of the invention can be varied to be effective so that the particular recipient, i.e. the patient, receives good treatment or prevention. The dose level depends on the specific stem cell activity, route of administration, disease severity, therapeutic process of the disease or condition, treatment or procedure process of formation or repair (and manufacturing, regeneration, culture, etc.), disease state of the patient being treated Or it is selected according to medical history. However, in practice in the art, the stem cell dose and duration of application are gradually increased starting from below the level required to obtain the required therapeutic effect until the desired effect is obtained. Thus, in the case of the present invention, those skilled in the art can determine specific doses that apply to specific situations without the need for specific qualifications, based on the information provided by the present invention. There is no limitation. In particular, it may refer to a specific amount used in embodiments of the present invention to determine the amount used in any case.
本発明の歯原性幹細胞は、単独で(すなわち、元の形で)投与することも医薬組成物中において投与することもできる。本発明の医薬組成物は、投与経路に応じてさまざまな適切な剤形で調合できる。医薬製剤に処理される歯原性幹細胞には、1つまたは複数の生理学的に許容される担体、賦形剤や助剤を使用できる。適切な製剤の形態は、当該分野の一般的な知識に従って製造可能な投与経路の選択による。本発明の実施形態の計画では、歯原性幹細胞は、相溶性のある培地(例えば、0.9%の通常の生理食塩水といった生理食塩水)内に存在する。本発明の一実施形態では、歯原性幹細胞は、相溶性のある培地内に存在し、低温で保存される、例えば冷蔵庫、冷凍庫、その他の状況で保存され、場合により使用前に本発明の意図に応じた用途に適用可能な形態に再溶解される。 The odontogenic stem cells of the present invention can be administered alone (ie, in their original form) or in a pharmaceutical composition. The pharmaceutical compositions of the present invention can be formulated in a variety of suitable dosage forms depending on the route of administration. One or more physiologically acceptable carriers, excipients and auxiliaries can be used for odontogenic stem cells to be processed into a pharmaceutical formulation. The appropriate formulation form depends on the choice of route of administration that can be produced according to general knowledge in the field. In a plan of an embodiment of the present invention, odontogenic stem cells are present in a compatible medium (eg, saline, such as 0.9% normal saline). In one embodiment of the invention, odontogenic stem cells are present in a compatible medium and stored at low temperatures, for example, stored in a refrigerator, freezer, or other situation, optionally before use. Redissolved in a form applicable to the intended use.
本発明者は、歯周骨組織および軟組織の欠損その他の骨組織損傷の修復における、異なる供給源由来の歯原性幹細胞の治療効果の確認に成功し、種細胞の供給源を拡大する強力な証拠を提供した。同時に、歯周骨組織および軟組織の欠損その他の骨組織損傷の修復における、HGF遺伝的に改変された歯原性幹細胞の治療効果が、歯原性幹細胞そのものに比べ優れていることを証明し、これによりHGFおよび歯原性幹細胞が修復効果において相乗的な役割を奏することを示した。 The present inventor has succeeded in confirming the therapeutic effect of odontogenic stem cells derived from different sources in the repair of periodontal bone tissue and soft tissue defects and other bone tissue damage, and has developed a powerful source of seed cells. Provided evidence. At the same time, it proves that the therapeutic effect of HGF genetically modified odontogenic stem cells in the repair of periodontal and soft tissue defects and other bone tissue damage is superior to odontogenic stem cells themselves, This showed that HGF and odontogenic stem cells play a synergistic role in the repair effect.
実施形態
本発明の計画の実施について、以下の例で詳細に説明する。しかし、当該分野の当業者は、以下の実施例は、単に本発明を説明するために使用されているのみであって、発明の範囲を限定するものとみなすべきではないことを理解するであろう。従来の条件または製造業者が推奨する条件に応じて、より詳細な実施形態の条件で実施してもよい。提示されていない試薬または機器であっても、従来の製品の購入により利用可能である。
Embodiment Implementation of the plan of the present invention will be described in detail in the following example. However, one of ordinary skill in the art will appreciate that the following examples are merely used to illustrate the present invention and should not be considered as limiting the scope of the invention. Let's go. Depending on conventional conditions or conditions recommended by the manufacturer, it may be performed under the conditions of more detailed embodiments. Even reagents or equipment not presented can be used by purchasing conventional products.
αMEM培養培地は、アメリカGIBCO社から購入した。その主な成分は、ピルビン酸ナトリウム、L−バリン、アラニン、リノール酸、L−アルギニン塩酸塩アンモニア酸、アスコルビン酸、L−アスパラギン、ビオチン、L−アスパラギン酸、D−パントテン酸カルシウム、L−システイン塩酸塩、葉酸、L−システイン塩酸塩、イノシトール、L−グルタミン、ニコチンアミド、L−グルタミン酸、塩化コリン、グリシン、塩酸ピリドキシン、L−ヒスチジン塩酸塩、リボフラビン、L−イソロイシン、チアミン塩酸塩、L−ロイシン、ビタミン、L−リジン塩酸塩などである。 αMEM culture medium was purchased from GIBCO USA. Its main components are sodium pyruvate, L-valine, alanine, linoleic acid, L-arginine hydrochloride ammonia acid, ascorbic acid, L-asparagine, biotin, L-aspartic acid, calcium D-pantothenate, L-cysteine Hydrochloride, folic acid, L-cysteine hydrochloride, inositol, L-glutamine, nicotinamide, L-glutamic acid, choline chloride, glycine, pyridoxine hydrochloride, L-histidine hydrochloride, riboflavin, L-isoleucine, thiamine hydrochloride, L- Examples include leucine, vitamins, and L-lysine hydrochloride.
実施例1:歯原性幹細胞の単離、培養、増殖、および遺伝子改変
(1)幹細胞の単離および培養
組織培養方法または酵素消化方法により、歯肉、歯周靱帯、根尖部を単離しその後第三世代まで培養した。歯原性幹細胞は、細胞表面マーカーの検出および骨形成と脂肪生成分化により間葉系幹細胞と確認した。実際の単離および培養方法は以下の通りである。
Example 1: Isolation, culture, proliferation, and genetic modification of odontogenic stem cells (1) Isolation and culture of stem cells Isolation of gingiva, periodontal ligament, apex by tissue culture method or enzyme digestion method Cultured until the third generation. Odontogenic stem cells were identified as mesenchymal stem cells by detection of cell surface markers and osteogenesis and adipogenic differentiation. The actual isolation and culture method is as follows.
歯周靭帯幹細胞の単離および培養方法:
麻酔下で、衝撃を与えてヒト第三大臼歯を摘出、または歯列矯正用に歯を摘出し、その後、摘出した歯を滅菌PBSを有する遠心管に投入し、抗生物質をすぐに加え、歯周靭帯幹細胞を12時間かけて分離した。歯根の中央1/3部分からやさしく歯周を剥離し、PBSで繰り返し洗浄し、できるだけ細かく刻んで、3mg/mlのI型コラゲナーゼおよび4mg/mlのディスパーゼ溶液に入れ、37℃で0.5〜1時間水浴することにより消化し、70μmの細胞ふるいにかけ細胞を収集し、その後10分間1000rpmで遠心分離し、適切な量の培地を有する単一の細胞懸濁液に浮遊させた。細胞をα−MEM培地(10%ウシ胎児血清、2mmol/Lのグルタミンを含む)の10cm培養皿中で培養し、37℃、5%のCO2で培養し、その後3〜5日毎に地培を変えた。細胞増殖の状態は毎日倒立顕微鏡下で観察した。1〜2週間後、クローン化細胞を0.25%トリプシンで消化し次世代へ継代した。
Periodontal ligament stem cell isolation and culture method:
Under anesthesia, the impact is applied to remove the human third molar, or the teeth are removed for orthodontics, then the removed teeth are placed in a centrifuge tube with sterile PBS, and antibiotics are added immediately, Periodontal ligament stem cells were separated over 12 hours. Gently exfoliate periodontal from central 1/3 of root, wash repeatedly with PBS, minced as finely as possible, put into 3 mg / ml type I collagenase and 4 mg / ml dispase solution, 0.5 to 1 hour at 37 ° C Digested by water bath, sieved through 70 μm cell sieves, collected cells, then centrifuged at 1000 rpm for 10 minutes and suspended in a single cell suspension with the appropriate amount of medium. Cells are cultured in 10-cm culture dishes in α-MEM medium (containing 10% fetal calf serum, 2 mmol / L glutamine), cultured at 37 ° C., 5% CO 2 , and then cultured every 3-5 days Changed. The state of cell proliferation was observed every day under an inverted microscope. After 1-2 weeks, the cloned cells were digested with 0.25% trypsin and passaged to the next generation.
歯髄幹細胞の単離および培養方法:
麻酔下で、衝撃を与えて第三大臼歯を摘出、または歯列矯正用に歯を摘出し、その後、摘出した歯を滅菌PBSを有する遠心管に投入し、抗生物質をすぐに加え、歯周靭帯幹細胞を12時間かけて分離した。クラウンを割って得られた歯肉組織を、PBSで繰り返し洗浄し、できるだけ細かく刻んで、3mg/mlのI型コラゲナーゼおよび4mg/mlのディスパーゼ溶液に入れ、37℃で0.5〜1時間水浴することにより消化した。70μmの細胞ふるいにかけ細胞を収集し、その後10分間1000rpmで遠心分離し、適切な量の培地を有する単一の細胞懸濁液に浮遊させた。細胞をα−MEM培地(10%ウシ胎児血清、2mmol/Lのグルタミンを含む)の10cm培養皿中で培養し、37℃、5%のCO2で培養し、その後3〜5日毎に地培を変えた。細胞増殖の状態は毎日倒立顕微鏡下で観察した。1〜2週間後、クローン化細胞を0.25%トリプシンで消化し次世代へ継代した。
Methods for isolation and culture of dental pulp stem cells:
Under anesthesia, the impact is applied to remove the third molar, or the tooth is removed for orthodontic treatment, and then the removed tooth is placed in a centrifuge tube with sterile PBS, antibiotics added immediately, and the tooth Circumferential ligament stem cells were separated over 12 hours. Gingival tissue obtained by breaking the crown is repeatedly washed with PBS, minced as finely as possible, placed in 3 mg / ml type I collagenase and 4 mg / ml dispase solution, and bathed at 37 ° C. for 0.5-1 hour. Digested. Cells were harvested by sieving at 70 μm, then centrifuged at 1000 rpm for 10 minutes and suspended in a single cell suspension with the appropriate amount of media. Cells are cultured in 10-cm culture dishes in α-MEM medium (containing 10% fetal calf serum, 2 mmol / L glutamine), cultured at 37 ° C., 5% CO 2 , and then cultured every 3-5 days Changed. The state of cell proliferation was observed every day under an inverted microscope. After 1-2 weeks, the cloned cells were digested with 0.25% trypsin and passaged to the next generation.
歯根尖部の幹細胞の単離および培養方法:
麻酔下で、形成不全のヒト第三臼歯根を摘出し、根尖部の突端部から切断し、PBSで繰り返し洗浄し、細かく刻んで、3mg/mlのI型コラゲナーゼおよび4mg/mlのディスパーゼ溶液に入れ、37℃で0.5〜1時間水浴することにより消化し、70μmの細胞ふるいにかけ細胞を収集し、その後10分間1000rpmで遠心分離し、適切な量の培地を有する単一の細胞懸濁液に浮遊させた。細胞を、α−MEM培地(15%ウシ胎児血清、2mmol/Lのグルタミン、100U/mlのペニシリン、100μg/mlのストレプトマイシンを含む)の25cm2培養瓶中、37℃、5%のCO2で培養し、その後2〜3日毎に地培を変えた。細胞増殖の状態は毎日倒立顕微鏡下で観察した。細胞が80%コンフルエンスまで増殖したら、クローン化細胞を0.25%トリプシンで消化し次世代に継代した(1:2)。フローサイトメトリーを使用して、幹細胞の同定のためSTRO−1、CD90、およびCD146表面マーカーを検出し、根尖部(SCAP)から幹細胞を得た。
Methods for isolating and culturing root apical stem cells:
Under anesthesia, the hypoplastic human third molar root was removed, cut from the tip of the apex, washed repeatedly with PBS, minced, 3 mg / ml type I collagenase and 4 mg / ml dispase solution Digested by water bathing at 37 ° C for 0.5-1 hour, collect cells through 70 μm cell sieve, then centrifuge at 1000 rpm for 10 minutes, single cell suspension with appropriate amount of medium Floated on. Cells are cultured at 37 ° C., 5% CO 2 in a 25 cm 2 culture bottle of α-MEM medium (containing 15% fetal calf serum, 2 mmol / L glutamine, 100 U / ml penicillin, 100 μg / ml streptomycin). After culturing, the ground culture was changed every 2-3 days. The state of cell proliferation was observed every day under an inverted microscope. When cells grew to 80% confluence, the cloned cells were digested with 0.25% trypsin and passaged to the next generation (1: 2). Flow cytometry was used to detect STRO-1, CD90, and CD146 surface markers for stem cell identification, and stem cells were obtained from the apex (SCAP).
上記の単離および培養方法から得た歯原性幹細胞を、細胞表面マーカー、骨形成、脂肪形成分化について検査し(Perry BC, Zhou D, Wu X, Yang FC, Byers MA, Chu TM, Hockema JJ, Woods EJ, Goebel WS. Collection, cryopreservation, and characterization of human dental pulp-derived mesenchymal stem cells for banking and clinical use. Tissue Eng Part C Methods. 2008;14(2): 149-156; Pittenger MF, Mackay AM, Beck SC, et al. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science, 1999, 284(5411):143-147参照)、間葉系幹細胞であることを確認した。 Odontogenic stem cells obtained from the above isolation and culture methods were examined for cell surface markers, osteogenesis and adipogenic differentiation (Perry BC, Zhou D, Wu X, Yang FC, Byers MA, Chu TM, Hockema JJ , Woods EJ, Goebel WS.Collection, cryopreservation, and characterization of human dental pulp-derived mesenchymal stem cells for banking and clinical use.Tissue Eng Part C Methods. 2008; 14 (2): 149-156; Pittenger MF, Mackay AM Beck SC, et al. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science, 1999, 284 (5411): 143-147), and confirmed to be mesenchymal stem cells.
(2)歯原性幹細胞のインビトロでの改変
1平方センチメートルの培養面積あたり10000個の播種した歯原性幹細胞を24時間培養し、150MOIのAD−HGFを歯原性幹細胞に添加し(特許「a recombinant adenovirus and its application in the treatment of myocardial ischemia」特許番号ZL 1129209.1」によるAD−HGF調製方法)、48時間後にHGF遺伝的に改変された歯原性幹細胞を得た。
(2) In vitro modification of odontogenic stem cells 10,000 seeded odontogenic stem cells are cultured per square centimeter of culture area for 24 hours, and 150 MOI AD-HGF is added to the odontogenic stem cells (patent "a" AD-HGF preparation method according to recombinant adenovirus and its application in the treatment of myocardial ischemia “patent no. ZL 1129209.1”), 48 hours later, HGF genetically modified odontogenic stem cells were obtained.
上記のように調製した歯原性幹細胞およびインビトロで改変された歯原性幹細胞を、以下の各実施例に使用した。 Odontogenic stem cells prepared as described above and in vitro modified odontogenic stem cells were used in the following examples.
実施例2:歯周の骨および軟組織の欠損に対する歯原性幹細胞の治療効果
まず、五指山ミニブタ実験的歯周病モデルを確立した。その後、CT画像および臨床検査により歯周病モデルが確立したことを確認し、細胞膜移植および細胞懸濁液の注射技術を用いて細胞懸濁液を歯周骨欠損部位に注射した。歯周の骨および軟組織の欠損の修復、歯周組織の病理学的変化、血液学的指標(血液ルーチン、血液生化学物質、および免疫グロブリンタンパク質)の変化、炎症因子の変化を、治療からそれぞれ3日、7日、14日、28日、3月後に観察した。歯周の骨および軟組織の欠損に対する歯原性幹細胞の治療効果を実証するための例として、以下に歯髄幹細胞および歯周靭帯幹細胞を示す。
Example 2: Therapeutic effect of odontogenic stem cells on periodontal bone and soft tissue defects First, a five-finger minipig experimental periodontal disease model was established. Thereafter, it was confirmed by CT images and clinical examination that a periodontal disease model was established, and the cell suspension was injected into the periodontal bone defect site using cell membrane transplantation and cell suspension injection techniques. Treatment of periodontal bone and soft tissue defects, pathological changes in periodontal tissues, changes in hematological indicators (blood routine, blood biochemicals, and immunoglobulin proteins), changes in inflammatory factors, from treatment Observations were made after 3, 7, 14, 28 and March. As examples for demonstrating the therapeutic effect of odontogenic stem cells on periodontal bone and soft tissue defects, dental pulp stem cells and periodontal ligament stem cells are shown below.
(1)ミニブタ実験的歯周病モデルの確立
実験的歯周病モデルを、絹糸結紮および骨損傷方法を用いて確立した。14月齢の6匹のミニブタを、対照群、歯髄幹細胞および歯周靭帯幹細胞懸濁液注射群、および歯髄幹細胞懸濁液注射群に選択した。それぞれ、2.3mm×5mm×7mmの欠損部(図1B)を第一臼歯下顎の近心面に作成し、その欠損部に4.0絹糸をつけて、10日後に取り出した。臨床的指標(プラーク指標、歯肉の出血指標、歯周ポケットの深さ、および臨床的な歯周付着喪失)および画像観察を手術前、手術後6週目および3月目に行った。図1より、ミニブタの実験的歯周病モデルの確立は成功したことがわかる。
(1) Establishment of a miniature pig experimental periodontal disease model An experimental periodontal disease model was established using silk ligation and bone damage methods. Six 14-month-old minipigs were selected for the control group, dental pulp stem cell and periodontal ligament stem cell suspension injection group, and dental pulp stem cell suspension injection group. Each 2.3 mm × 5 mm × 7 mm defect (FIG. 1B) was created on the mesial surface of the first molar mandible, and 4.0 silk was attached to the defect and removed 10 days later. Clinical indices (plaque index, gingival bleeding index, periodontal pocket depth, and clinical periodontal loss) and image observation were performed before surgery, 6 weeks and 3 months after surgery. FIG. 1 shows that the establishment of an experimental periodontal disease model for minipigs was successful.
(2)実験的歯周病に起因するのブタの骨および軟組織の欠損に対する歯原性幹細胞を用いた治療
1×107個のMSC細胞懸濁液および対照としての生理食塩水を、細胞懸濁液の注射技術を用いて、手術後4週間目にミニブタ歯周炎の骨欠損部位に注射した。MSC細胞懸濁液は、歯髄幹細胞および歯周靭帯幹細胞の割合が9:1の混合物であった。
(2) Treatment with odontogenic stem cells for porcine bone and soft tissue defects caused by experimental periodontal disease
1 × 10 7 MSC cell suspension and saline as a control were injected into the bone defect site of
(3)歯原性幹細胞による治療の結果
HGF改変された歯原性幹細胞による治療から3月後、歯周の骨組織および軟組織の欠損の回復は、対照群に比べて有意に良好であった。第一臼歯のCT薄層冠動脈スキャンにより新たに形成された骨の画像が明白に示されたが、対照群では示されなかった。全検体より、歯原性幹細胞治療群の歯周組織には、良好な修復と軽度の歯肉の腫れが見られたが、対照群では、明らかな歯肉の腫れと陥没が見られた(例えば、図2A、B、E、F、I、J、K、M、O)。
(3) Results of treatment with odontogenic stem cells Three months after treatment with odontogenic stem cells modified with HGF, recovery of periodontal bone and soft tissue defects was significantly better than in the control group . A CT thin-layer coronary scan of the first molar clearly showed a newly formed bone image, but not in the control group. All specimens showed good repair and mild gingival swelling in the periodontal tissue of the odontogenic stem cell treatment group, whereas the control group had obvious gingival swelling and depression (eg, 2A, B, E, F, I, J, K, M, O).
歯原性幹細胞懸濁液を注射した歯周組織の臨床的指標(歯肉溝出血指標、歯周ポケットの深さ、および臨床的な歯周付着喪失)は、対照群に比べて良好であった(図3)。 Clinical indicators (gingival crevice bleeding index, periodontal pocket depth, and loss of clinical periodontal attachment) of periodontal tissues injected with odontogenic stem cell suspension were better than controls (Figure 3).
実施例3:歯周の骨および軟組織の欠損の修復に対するHGF改変された歯原性幹細胞の治療効果
まず、ミニブタ実験的歯周病モデルを確立した。その後、CT画像および臨床検査により歯周病モデルが確立したことを確認した。細胞懸濁液を歯周骨欠損部位に注射した。歯周の骨および軟組織の欠損の修復、歯周組織の病理学的変化を、治療からそれぞれ3日、7日、14日、28日、3月後に観察した。歯周の骨および軟組織の欠損に対するHGF改変された歯原性幹細胞の治療効果を実証するための例として、以下に歯髄幹細胞および歯周靭帯幹細胞を示す。
Example 3: Therapeutic effect of HGF-modified odontogenic stem cells on repair of periodontal bone and soft tissue defects First, a minipig experimental periodontal disease model was established. Thereafter, it was confirmed by CT images and clinical examination that a periodontal disease model was established. The cell suspension was injected into the periodontal bone defect site. Periodontal bone and soft tissue defect repair and periodontal pathological changes were observed 3 days, 7 days, 14 days, 28 days and 3 months after treatment, respectively. As examples for demonstrating the therapeutic effects of HGF-modified odontogenic stem cells on periodontal bone and soft tissue defects, dental pulp stem cells and periodontal ligament stem cells are shown below.
(1)ミニブタ実験的歯周病モデルの確立
実施例2と同じ
(1) Establishment of a miniature pig experimental periodontal disease model Same as Example 2
(2)ブタ実験的歯周病モデルにおけるHGF改変された歯原性幹細胞による治療
1×107個のHGF改変歯髄幹細胞懸濁液および対照としての生理食塩水を、細胞懸濁液の注射技術を用いて、ミニブタ歯周病骨欠損部位に注射した。対照群、HGF改変歯髄幹細胞および歯周靭帯幹細胞混合物注射群(二種類の細胞が改変)、HGF改変歯髄幹細胞懸濁液注射群、および未改変歯原性幹細胞処置群に分けた。HGF改変歯髄幹細胞および歯周靭帯幹細胞混合物注射群における歯髄幹細胞と歯周靭帯幹細胞の数の比率は9:1であった。
(2) Treatment with HGF-modified odontogenic stem cells in a porcine experimental periodontal disease model
1 × 10 7 HGF-modified dental pulp stem cell suspension and saline as a control were injected into the minipig periodontal bone defect site using cell suspension injection technique. It was divided into a control group, an HGF-modified dental pulp stem cell and periodontal ligament stem cell mixture injection group (two types of cells were modified), an HGF-modified dental pulp stem cell suspension injection group, and an unmodified odontogenic stem cell treatment group. The ratio of the number of dental pulp stem cells to periodontal ligament stem cells in the HGF-modified dental pulp stem cell and periodontal ligament stem cell mixture injection group was 9: 1.
(3)HGF改変された歯原性幹細胞による治療の結果
HGF改変された歯原性幹細胞による治療による歯周の骨組織および軟組織の欠損の回復は、対照群および非改変細胞群に比べて有意に良好であった。第一臼歯の正中面CT薄層冠動脈スキャンにより、歯原性幹細胞群では新たに形成された骨の画像が明白に示され、未改変群では新たに形成された骨が中程度に示され、対照群で示されなかった。全検体より、HGF改変された歯原性幹細胞治療群の歯周組織では良好な修復が見られ、歯肉の腫れは見られず、歯原性幹細胞治療群の歯周組織では良好な修復と軽度の歯肉の腫れが見られ、対照群では明らかな歯肉の腫れと陥没が見られた(例えば、図2B、C、D、G、H、K、L、N)。
(3) Results of treatment with HGF-modified odontogenic stem cells Treatment of HGF-modified odontogenic stem cells significantly recovered periodontal bone and soft tissue defects compared to control and unmodified cells It was very good. A median CT laminar coronary artery scan of the first molar clearly shows the newly formed bone image in the odontogenic stem cell group, and the newly formed bone is moderately shown in the unmodified group, Not shown in the control group. From all specimens, periodontal tissues in the HGF-modified odontogenic stem cell treatment group showed good repair, no gingival swelling was observed, and periodontal tissues in the odontogenic stem cell treatment group showed good repair and mildness In the control group, clear gingival swelling and depression were observed (eg, FIGS. 2B, C, D, G, H, K, L, N).
HGF改変された歯原性幹細胞懸濁液で処置した歯周組織の臨床的指標(歯肉溝出血指標、歯周ポケットの深さ、および臨床的な歯周付着喪失)は、対照群に比べて良好であった(図3)。 Clinical indicators (gingival crevice bleeding index, periodontal pocket depth, and clinical periodontal attachment loss) of periodontal tissue treated with HGF-modified odontogenic stem cell suspension compared to control group It was good (FIG. 3).
更に、血液学的指標(図4)および免疫学的検出指標(図5)により、HGF遺伝的に改変されたヒト歯原性幹細胞懸濁液の局所注射では、血液学的、生物学的、および免疫学的に顕著な変化は起こらなかったことが示された。 Furthermore, local injection of HGF genetically modified human odontogenic stem cell suspensions by hematology index (FIG. 4) and immunological detection index (FIG. 5) And it was shown that no significant immunological changes occurred.
HGF改変された歯原性幹細胞の他の供給源も類似の治療効果を有していた。 Other sources of HGF-modified odontogenic stem cells had similar therapeutic effects.
これらの結果により、HGF改変された歯原性幹細胞治療群における歯周の軟組織および骨欠損の修復は、改変されていない歯原性幹細胞群のものよりも優れていることが示される。HGF改変された歯原性幹細胞群の動物炎症反応が、対照群および改変されていない歯原性幹細胞群の反応より優れていたことより、HGF改変された歯原性幹細胞がHGF改変されていない歯原性幹細胞よりも優れた治療効果を有することが示された。 These results indicate that the periodontal soft tissue and bone defect repair in the HGF-modified odontogenic stem cell treatment group is superior to that in the unmodified odontogenic stem cell group. HGF-modified odontogenic stem cells are not HGF-modified, because the animal inflammatory response of the HGF-modified odontogenic stem cells is superior to that of the control group and the unmodified odontogenic stem cells It was shown to have a therapeutic effect superior to odontogenic stem cells.
臨床指標および画像検査の結果により、未改変のヒト歯原性幹細胞およびHGF改変された歯原性幹細胞は両方とも、ミニブタ実験的歯周病モデルにおける歯周骨欠損を正常に修復し、ブランク対照よりもはるかに優れていたことが示された。 According to clinical indicators and imaging results, both unmodified human odontogenic stem cells and HGF-modified odontogenic stem cells successfully repaired periodontal bone defects in a minipig experimental periodontal disease model, and blank controls It was shown that it was much better than.
血液学的研究により、治療前後のいずれも、血液ルーチン、生物学的、免疫グロブリンおよび免疫学的指標は、すべての群で有意に変化しなかったことが示されたので、ヒト歯原性幹細胞の注射では有意な変化がおこらないことが示唆される。これらにより、炎症病変、肝臓および腎損傷、即時性または遅延性液性免疫反応、および細胞性免疫拒絶反応が全くなかったことが示された。歯周病の治療におけるヒト歯原性幹細胞注射の研究の結果により、種細胞の供給源の範囲を拡大する強力な実験的基盤が提供される。 Because hematological studies showed that blood routine, biological, immunoglobulins, and immunological indicators did not change significantly in all groups before and after treatment, human odontogenic stem cells It is suggested that no significant change occurs with the injection of. These indicated that there were no inflammatory lesions, liver and kidney damage, immediate or delayed humoral immune response, and cellular immune rejection. The results of human odontogenic stem cell injection studies in the treatment of periodontal disease provide a powerful experimental basis for expanding the range of seed cell sources.
要約すると、歯原性幹細胞は、歯周の骨および軟組織の欠損の修復に対し強力な治療効果があることより、歯原性幹細胞を歯周組織の再生のための組織工学に用いると、が可能になり、有望な効果を奏し得ることが示唆される。HGF改変された歯原性幹細胞は、歯周組織の損傷部位内で局所的にHGFを発現でき、歯原性幹細胞の効果を増強する種々のサイトカインを分泌することにより、歯周骨欠損の治療において生物学的な抗炎症効果を発揮できる。 In summary, odontogenic stem cells have a powerful therapeutic effect on the repair of periodontal bone and soft tissue defects, so that odontogenic stem cells can be used in tissue engineering for periodontal tissue regeneration. It becomes possible and suggests that a promising effect can be produced. HGF-modified odontogenic stem cells can express HGF locally within the damaged site of periodontal tissue and secrete various cytokines that enhance the effects of odontogenic stem cells, thereby treating periodontal bone defects Can exert biological anti-inflammatory effects.
実施例4:マウスにおける大腿骨の急性損傷(骨折)の修復
(1)C57マウス(5〜6週)における大腿骨骨幹軸骨折モデルの確立
実験用マウスに、2.5%のペントバルビタールナトリウムを10mg/kgの用量で腹腔内注射し深い麻酔をかけ、右後肢を剃毛し、右膝を90度に曲げて仰臥位に固定し、ヨードホールで消毒し、無菌タオルで覆った。
Example 4: Repair of acute femoral damage (fracture) in mice (1) Establishment of femoral shaft fracture model in C57 mice (5-6 weeks) Experimental mice were treated with 10% / 2.5% pentobarbital sodium. The rats were injected intraperitoneally at a dose of kg, deeply anesthetized, the right hind limb was shaved, the right knee was bent 90 degrees, fixed in the supine position, disinfected with iodophor and covered with a sterile towel.
(2)右膝の外側を縦に1cm切開し、遠位大腿骨および大腿四頭筋腱を露出させ、大腿四頭筋腱を内側に押し、内部および外部の大腿骨顆間溝を完全に露出させ、0.45mm直径のステンレススチール針を骨髄に突き刺して髄内針により内部を固定した。針のハンドルを切り、針の端を皮膚内に埋め込み、その後傷を閉じた。 (2) Make a 1cm longitudinal incision on the outside of the right knee, expose the distal femur and quadriceps tendon, push the quadriceps tendon inward, and complete the internal and external intercondylar grooves It was exposed and a 0.45 mm diameter stainless steel needle was inserted into the bone marrow and the interior was fixed with an intramedullary needle. The needle handle was cut and the end of the needle was embedded in the skin, after which the wound was closed.
(3)マウスは、バンプテストテーブルの衝突モデルセットに移動した。フリッチの場所に内部固定肢を置き、その後17cm高さから500gの重り(マウスの体型により適切に調整する)を脚に落とし、大腿骨を骨折させた。 (3) The mouse moved to the bump model set of the bump test table. The internal fixed limb was placed at the flitch location, and then a weight of 17cm to 500g (adjusted appropriately according to the mouse's body shape) was dropped on the leg, and the femur was broken.
(4)麻酔下骨折モデルのX線検査 (4) X-ray examination of fracture model under anesthesia
(5)マウスを蘇生し、動物部屋に移動した。2日目に、幹細胞の局所的な注射を行った。
(5) The mouse was resuscitated and moved to the animal room. On
2.幹細胞の局所注射
(1)マウスを各群3匹からなる3つの群に分けた:ブランク対照群(CON)、ヒト歯原性幹細胞注射群(MSC群)、およびHGF遺伝的に改変されたヒト歯髄幹細胞注射群(E−MSC群)。
2. Local injection of stem cells (1) Mice were divided into 3 groups of 3 mice each: blank control group (CON), human odontogenic stem cell injection group (MSC group), and HGF genetically modified human Dental pulp cell injection group (E-MSC group).
(2)MSC群およびE−MSC群の細胞濃度は5×105/0.4mlで、ブランク対照群は0.9%食塩水であった。 (2) The cell concentration of the MSC group and the E-MSC group was 5 × 10 5 /0.4 ml, and the blank control group was 0.9% saline.
(3)マウス骨折部位をヨードホールで局所的に消毒した (3) Mouse fracture site was disinfected locally with iodophor
(4)アシスタントがマウスを固定し、0.4mlの細胞溶液を有する1ml注射器を使用して大腿骨骨軸の中央から幹細胞を骨折部位に注射した。 (4) The assistant fixed the mouse and injected stem cells into the fracture site from the center of the femoral shaft using a 1 ml syringe with 0.4 ml of cell solution.
3.骨折修復の指標の観察
幹細胞の注射から2週間後にCTで骨折の修復を観察した。
3. Observation of fracture repair index Fracture repair was observed by
4.結果
CTの結果は図6を参照のこと。対照群は、2週間後の骨カルスの数が多く、明らな骨修復はされていないことがわかる。MSC群は、2週間後に一定量の骨カルスおよび部分的な骨修復があった。E−MSC群では、2週間後に骨カルスの大部分は吸収され、骨は基本的に修復されていた。
4). Results See Figure 6 for CT results. It can be seen that the control group had a large number of bone callus after 2 weeks and no clear bone repair was performed. The MSC group had a certain amount of bone callus and partial bone repair after 2 weeks. In the E-MSC group, most of the bone callus was resorbed after 2 weeks and the bone was basically repaired.
発明の特定の実施形態を詳細に説明してきたが、当該分野における当業者は、公衆に開示されている全ての記載事項より、全ての詳細部の変更や置換も本発明の保護範囲内であることを理解するであろう。本発明の全範囲は、添付の特許請求の範囲の記載およびその均等物により決定される。 While specific embodiments of the invention have been described in detail, those skilled in the art will appreciate that all details and modifications and substitutions are within the scope of protection of the present invention based on all statements disclosed to the public. You will understand that. The full scope of the invention is determined by the appended claims and their equivalents.
Claims (15)
ここで、好ましくは、該歯原性幹細胞は、歯髄幹細胞、ヒト脱落乳歯歯髄から採取した幹細胞、歯周靱帯の幹細胞または歯根尖部の幹細胞からなる群より選択される少なくとも1種、例えば2種である、前記組成物。 Treat periodontal disease, repair periodontal bone or soft tissue defects, promote periodontal tissue regeneration, treat acute and chronic bone tissue damage (eg fractures) or bone tissue defects And / or a composition comprising an effective amount of odontogenic stem cells and optionally a pharmaceutically acceptable carrier or excipient used to promote bone tissue repair,
Here, preferably, the odontogenic stem cells are at least one selected from the group consisting of dental pulp stem cells, stem cells collected from human deciduous deciduous dental pulp, periodontal ligament stem cells or stem cells at the root of the root, for example, two types Said composition.
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